JPS6068709A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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Publication number
JPS6068709A
JPS6068709A JP17659083A JP17659083A JPS6068709A JP S6068709 A JPS6068709 A JP S6068709A JP 17659083 A JP17659083 A JP 17659083A JP 17659083 A JP17659083 A JP 17659083A JP S6068709 A JPS6068709 A JP S6068709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance
resistor
type
unit
resistance unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP17659083A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Torii
鳥居 憲一
Toshiyasu Yoshizawa
吉沢 寿康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17659083A priority Critical patent/JPS6068709A/ja
Publication of JPS6068709A publication Critical patent/JPS6068709A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/625—Regulating voltage or current  wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is AC or DC
    • G05F1/63—Regulating voltage or current  wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is AC or DC using variable impedances in series with the load as final control devices
    • G05F1/648—Regulating voltage or current  wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is AC or DC using variable impedances in series with the load as final control devices being plural resistors among which a selection is made

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Attenuators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は基準電圧発生回路に係わり、特に並何型A/
D変換器等において入力信号電圧どの比較に用いられる
電圧値の異なる複数の基準電圧を発生する基準電圧発生
回路に関する。
[発明の技flj的背景とその問題点]線形量子化A 
/′D変換を並列型A/D変換器で実現するには、Nビ
ット精度の場合2N−1個の比較器が必要であり、また
これに対応して入力信号電圧との比較のための基準電圧
として入力信号電圧の変化範囲をカバーする電圧を2N
等分した基準電圧が必要となることは周知である。
第1図はこのような並列比較型A 、/ D変換器の基
本構成を示すもので、入力信号電圧は駆動増幅回路1を
介して2N−1個の比較器2に与えられ、基準電圧発生
回路3が発生ずる基準電圧と比較される。比較器2の車
力は符号化回路4によりNビットのディジタル符号に変
換され、出力バッファ5を経て出力される。このような
構成ではビット数Nが多くなると比較器および基準電圧
の数は指数関数的に増大するので、基準電圧発生回路の
実現法が問題となってくる。
すなわち、この種のA/D変換器を集積化するに際し高
速性が要求される場合には通常、バイポーラトランジス
タ素子が使用されるが、その場合比較器内でバッファア
ンプどして用いられるエミッタフォロワの入力ベース電
流(10)は基準電圧発生回路である抵抗チェーンから
供給される。
この場合、一つのバッファアンプの入力ベース電流10
は微少であるが、全体では(2N−1)ioとなる。従
ってNが大きくなると、このベース電流は無視できず基
準電圧発生回路の各抵抗に流れる電流が不均一になるこ
とにより、各基準電圧が正しく2 等分されなくなって
しまう。このため、実際には基準電圧発生回路の抵抗チ
ェーンをAj(アルミニウム)のような低抵抗材料で形
成して、(2N−1)ioの電流を無視できる程度の大
電流を流すという方法がとられていた。
第2図はこのような基準電圧発生回路を用いて第1図の
A/D変換器を1チツプ集積回路で構成した例を示すも
ので、6a、6bはそれぞれ高圧側、低圧側の電圧印加
端子、7はA1による抵抗チェーン、8は同じ<AIに
よるつなぎ配線であり、これらにより基準電圧発生回路
3が構成されている。9は第1図の比較器2.符号化回
路4゜出力バッファ6を含む回路部である。ビット数N
が大きい場合(例えばN=8〜10)、基準電圧発生回
路を単純に一本の抵抗チェーンで構成するとチップが長
方形となり実装上不都合なため、第2図に示すように回
路fg9を数ブロック(図では8ブロツク)に分けてい
る。そして、これに伴い抵抗チェーン7をつなぎ配線部
8を介して全体とて蛇行パターンとなるように直列接続
している。
第3図は抵抗チェーン7と回路部9に含まれる比較器2
内の人力バッファ(エミッタフォロワ)の入力ベース電
流との関係を示したものであり、抵抗チェーン7のベー
ス接続点間の間隔1が等しく設定され、この間に前記端
子6a、6b間に印加される電圧を2N 等分した電圧
がそれぞれ生じるようになっている。
しかしながら、このような集積化A/D変換器を低寵に
実現づべくプラスチックパリケージに実装した場合には
、水分の浸透によりA1の腐蝕が発生して抵抗チェーン
7の抵抗値の不均一が生し易く、その結果基準電圧の間
隔が不均等となってA/D変換ta度が低下してしまう
という問題があった。
[発明の目的] この発明の目的は、抵抗チェーンに大電流を流′ すこ
とができ、しかも使用材料の腐蝕等に対して安定な基準
電圧を得ることができ、さらに実装上スペースファクタ
の良好な基準電圧発生回路を提供づ−ることにある。
「発明の概要] この発明は、一端側につなぎ配線部Hnる第1梗の抵抗
ユニットとつなぎ配線部を含まない第2種の抵抗ユニッ
トとを全体としてつなぎ配線部の位置で折れ曲がる蛇行
パターンとなるように直列接続し、各抵抗ユニツ1−に
設けられたタップからそれぞれ基準電圧を発生ずる基準
電圧発生回路において、第1種の抵抗ユニットのつなぎ
配線部を除く部分および第1種の抵抗ユニツ1〜を比較
的高抵抗の集中抵抗と比較的低抵抗の接続導体との直列
回路と、この直列回路の両端を短絡する比較的低抵抗の
短絡導体とにより構成するとともに、第1種の抵抗ユニ
ットのつなぎ配線部を含む全抵抗値と第2種の抵抗ユニ
ッ1〜の全抵抗値とを等しくしたことを特徴としている
。
すなわら、高抵抗の集中抵抗を(Il用づることにより
A1のような腐蝕し易い低抵抗材料の使用を憧力少なく
しつつ、抵抗チェーン全体の抵抗値を小さくして大電流
を流せるようにした上で、第1種の抵抗ユニットの全抵
抗値と第2種の抵抗ユニットの全抵抗値とを等しくする
ようにしたものである。第1種J3よび第2種の抵抗ユ
ニツ1〜の全抵抗値を等しくすることは、例えば第1種
の抵抗ユニットにおける短絡導体の線幅を第2種の抵抗
ユニッ1〜における短絡導体の線幅より大きくすること
で達成できる。
[発明の効果] この発明によれば、高抵抗である集中抵抗を併用した構
造でありながらも、低抵抗の短絡導体の使用により抵抗
ヂエーン全1体の抵抗値を低くできるので、抵抗ユニッ
トの直列接続からなる抵抗チェーンに大電流を流すこと
が可能となる。従って、基準電圧発生回路の後段回路に
流れる電流の影響により基1II−電圧の間隔が不均等
になることがなく、抵抗チェーンの両端に印加される1
圧を正しく等分した基準電圧を19ることが可能どなる
。
また、高抵抗からなる集中抵抗のOf用によりAI等の
腐蝕し易い低抵抗材料の使用量バ減るので、その分だけ
腐蝕の影響による抵抗チェーンの抵抗値の不均一の発生
が少なくなり、基*電圧の経年変化を防止することがで
きる。
さらに、つなぎ配線部の抵抗値を高抵抗の集中抵抗によ
り補償することが可能なためつなぎ配線部の線幅を細く
でき、スペースファクタの向上を図ることができるとい
う利点もある。
〔発明の実施例] 第4図(a)(b)はこの発明の一実施例に係わる基準
電圧発生回路における抵抗チェーンで用いる2種の抵抗
ユニットの構成を示すものである。
まず、第4図(a)に示す第1種の抵抗ユニット10に
おいて、11は例えばモリブデン・シリサイドのような
比較的高抵抗の材料からなる集中抵抗であり、例えf、
fAIからなる比較的低抵抗の接続導体12を介して複
数個(図の例では8個)直列に接続されている。但し、
後述するようにつなぎ配線部に隣接する最下端部の集中
抵抗11′たけは、他の集中抵抗11より若干抵抗値が
低くなっている。以下、集中抵抗11の抵抗値をrとし
、集中抵抗11′の抵抗値をr−δとり−る。この集中
抵抗11.11′と接続導体12の直列回路の両端は、
接続導体12と同様な比較的低抵抗の知略導体13によ
つ−U yri格されている。なお、この例r l’c
l:短絡導体13の中間部に集中抵抗14が挿入されて
いる。そして、この短絡導体13の一端側に比較的低抵
抗のつなぎ配線部15が一体的に設けられている。
一方、第4図(b)に示す第2種の抵抗ユニット20は
第1種の抵抗ユニット10とほぼ同様に比較的高抵抗の
8個の集中抵抗21を比較的低抵抗の接続S体22によ
って直列接続し、この直列回路の両端を中間部に集中抵
抗24を挿入した比較的低抵抗の短絡導体23によって
短絡した構成となっている。但し、この第2種の抵抗ユ
ニツ1〜20においては、つなぎ配線部はなく、また集
中抵抗22の抵抗値は全て等しくなっている。
そして、第1種および第2種の抵抗コニツ1−10.2
0の各接続導体12.22にタップP1〜P7が設けら
れ、さらに第1種の抵抗ユニット10においてはつなぎ
配線部15の端部に、また第2種の抵抗ユニット20に
おいては短絡導体24の端部に残りの1つのタップP8
がそれぞれ設けられている。これらのタップl) l〜
P8は第1図に示すようなA/D変換器を構成する場合
を例にとれば、比較器2以降の回路部9に接続される。
第1種の抵抗ユニツh 10 、第2種の抵抗ユニット
20をそれぞれ第5図<a)、(b)に示すようなシン
ボルで表わし、これらを全体としてつなぎ配線部15の
位置で折れ曲がる蛇行パターンとなるように直列接続し
て抵抗チェーンを構成した基準電圧発生回路を、第2図
と同様に回路部9とともに1チツプの集積回路に組込ん
だ一例を第6図に承り。第6図において第2図と相対応
する部分には同一符号を付しである。すなわち、第6図
においては第1種の抵抗ユニット10を1ユニツト、第
2種の抵抗ユニット20を3ユニツ1〜用いて1つの列
を形成し、これらを第1種の抵抗ユニット10を間に挟
んで8列接続するとともに、蛇行パターンの間に8ブロ
ツクに分割された回路部9を配置している。この場合、
抵抗チェーンの総タップ数、すなわち発生する基準電圧
の数は8X4X8=256個であり、A/D変換器とし
ての精度(変換ビット数〉はN=8であるが、Nの値が
異なる場合でも同様な構成が可能であることは勿論であ
る。
このように構成することにより、基準電圧発生回路から
正しく2′1等分された基準電圧を得ることができる。
この基準電圧の等分化の条件について説明すると、次の
通りである。
すなわち、第4図において、(a“)の第1種の抵抗ユ
ニツ1−10のつなぎ配線部15を含めた両端△1.A
2間の全抵抗値Raと(b)の第2種の抵抗ユニット2
0の両端81.82間の全抵抗値Rbとを等しく設定す
る。これには第1種の抵抗ユニッ1〜10におけるっな
ぎ(i+!線部15による抵抗値の増ha分を補うべく
、例えば第1種の抵抗ユニット10における短絡導体1
30線幅を第2種の抵抗ユニッ1〜20におりる短絡導
体23の線幅よりも大きくとればよい。この場合、集中
抵抗11′の抵抗+a r−δは暫定的に決めておき、
Ra=Rbとなるように短絡導体13.23の線幅を決
定する。短絡導体13および集中抵抗14に流れる電流
は集中抵抗11−に流れる電流に比べ少なくとも8倍以
上と十分大きく、A1.A2間の電圧は抵抗値Raと短
絡導体13および集中抵抗14を流れる電流の積でほぼ
決まるから、集中抵抗11−の抵抗値r−δを暫定的に
決めておいても大きな誤差とはならない。このようにR
a=Rbとなるように短絡導体13.23の線幅を決定
すると、第6図における抵抗チェーンの両端子6a、6
b間に印加された電圧は32Ra(R1+)の抵抗によ
って32個に均等に分割されることになる。
一方、第11!および第2種の各抵抗ユニツ1〜10.
20内においてその各両端AI 、A2間J3よひ31
.32間の電圧を均等に分割するには、次のようにすれ
ばよい。まず、第21の抵抗ユニット20については接
続導体22の中点と短絡導体23の端部からタップP1
〜P8を取出すことで、Bl 、82間の電圧を正しく
8等分した電圧が容易に得られる。これに対し、第1伸
の抵抗ユニット10ではタップP7.P8間につなぎ配
線部15があるので、先に暫定的に決めた集中抵抗11
−の抵抗値r−δのδの値を調整することによって、タ
ップP7.P8間の電位差を他のタップ間の電位差と等
しくする。これはつなぎ配線部15での電圧降下分を集
中抵抗11−により補正することにほかならない。
以上のように構成することにより、全ての抵抗ユニツl
−においてその両端電圧を8等分した電圧を)qること
が可能となり、抵抗チェーン全体としては32×8等分
、すなわち28等分した電圧を得ることが可能である。
この場合、集中抵抗の併用によりA1等の低抵抗材料の
腐蝕や製造上の膜厚変動に対しても各基準電圧の間隔を
均一に保つことが容易であり、しかも短絡導体の使用に
よって抵抗チェーン全体の抵抗値を低く保ち大電流を流
1ことができるため、例えば第3図にお【プる回路部9
内の入力バッファとしてのエミッタフォロワの入力ヘー
ス電流の影響も少なくすることができる。
また、つなぎ配線部の抵抗による電圧時十分を補償する
ことが容易であることから、′つなぎ配線部の線幅を小
さくしてスペースファクタの向上を図ることが可能とな
る。なお、第6図において第2種の抵抗ユニツ(−間を
接続するつなぎ配線については極めて短距離であるため
、この抵抗弁の影響は(工とんど無視づることかできる
。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば抵抗チェーンを構成する抵抗ユニツi・の配置パター
ンは第7図に示すようにつなぎ配線部がチップの中央に
位置する形であってもよい。
この場合、回路部は上下方向にも分割されることになる
。
第4図における短絡導体13.23の途中に挿入された
集中抵抗14.24の抵抗値は必ずしも他の集中抵抗の
抵抗値rと等しい必要はなく、また集中抵抗11.11
”、21等の抵抗値がさほど大きくない場合は、前記δ
の値を大きくとることでこれらの集中抵抗14.24を
省略することもできる。
さらに接続導体や短絡導体の材料はA1以外のものでも
よいことは勿論であり、要するに集中抵抗よりも低抵抗
の材料であればよい。なお、集中抵抗とはこれらの接続
導体や短絡導体に分布定数的に存在する奇生抵抗に対応
させて使用した用語であり、これらの抵抗より高抵抗の
ものを全て含むものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は並列型A/D変換器の基本構成を示す図、第2
図はこのA/D変換器を集積化した一例を示す図、第3
図はその問題点を説明するための図、第4図(a)(b
)はこの発明の一実施例に係わる基準電圧発生回路にお
【Jる抵抗チェーンを構成する2種の抵抗ユニツ1〜の
構成を示す図、第5図(a)(b)はこれら2種の抵抗
ユニットのシンボルを示す図、第6図Jシよび第7図は
この発・明の基Q−電圧発生回路を含めてA/D変換器
を集積化した例を示す図である。 3・・・基準電圧発生回路、6a、6b・・・電圧印加
端子、7・・・抵抗チェーン、9・・・回路部、10・
・・第1種の抵抗ユニツ1〜.20・・・第2種の抵抗
ユニット、11.11−.21.・・・集中抵抗、12
.22・・・接続導体、13.23・・・短I8導体、
14,24・・・集中抵抗、15・・・つなぎ配線部、
P1〜P8・・・タップ◎ 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一端側につなぎ配線部を有する第1種の抵抗ユニ
    ツ1〜とつなぎ配線部を含まない第2種の抵抗ユニツ1
    〜とを全体として前記つなぎ配線部の位置で折れ曲がる
    蛇行パターンとなるにうに直列接続し、各抵抗ユニット
    に設けられたタップから電圧値の異なる基準電圧を発生
    する基準電圧発生回路において、前記第1種の抵抗ユニ
    ットのつなぎ配線部を除く部分と第2種の抵抗ユニット
    を比較的高抵抗の集中抵抗と比較的低抵抗の接続導体と
    の直列回路と、この直列回路の両端を集中抵抗を介して
    短絡する比較的低抵抗の短絡導体とにより構成するとと
    もに、前記第1種の抵抗ユニツ1−のつなぎ配線部を含
    む全抵抗値と前記第2種の抵抗ユニットの全抵抗値とを
    等しくしたことを特徴とする基準電圧発生回路。
  2. (2)第1種の抵抗ユニットにおける短絡導体の線幅を
    第2種の抵抗ユニツ1へにおける短絡導体の線幅より大
    きくすることにより、第1種の抵抗ユニッi−のつなぎ
    配線部を含む全抵抗値と第2種の抵抗ユニットの全抵抗
    値とを等しくしたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の基準電圧発生回路。
  3. (3)第1種の抵抗ユニットにおけるつなぎ配線部に隣
    接する集中抵抗の抵抗値を他の集中抵抗の抵抗値より小
    さくしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    基準電圧発生回路。
  4. (4)第1種の抵抗ユニツl−における短絡導体の線幅
    を第2種の抵抗ユニットにおける短絡導体の線幅より大
    きくし、かつ第1種の抵抗ユニットにおけるつなぎ配線
    部に隣接する集中抵抗の抵抗値を他の集中抵抗の抵抗値
    より小さくしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の基準電圧発生回路。
JP17659083A 1983-09-24 1983-09-24 基準電圧発生回路 Pending JPS6068709A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6333929A (ja) * 1986-07-29 1988-02-13 Mitsubishi Electric Corp A/dコンバ−タ
JPH02125530A (ja) * 1988-11-04 1990-05-14 Sony Corp Ad変換回路
JPH02126725A (ja) * 1988-11-07 1990-05-15 Sony Corp Ad変換回路
JPH02128524A (ja) * 1988-11-09 1990-05-16 Sony Corp Ad変換回路

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